Projekt: Příjemce: Tvořivá škola, registrační číslo projektu CZ.1.07/1.4.00/21.3505 Základní škola Ruda nad Moravou, okres Šumperk, Sportovní 300, 789 63 Ruda nad Moravou Zařazení materiálu: Šablona: Sada: Inovace a zkvalitnění výuky v oblasti přírodních věd (V/2) Předmět: Chemie 8. ročník 2 Číslo DUM: EU-OPVK-PV-ZCH-58 Název materiálu: Autor materiálu: Anotace: Metodický popis: Halogeny Pavel Polák Prezentace vytvořená v aplikaci Microsoft PowerPoint 2010 za účelem zjednodušení práce vyučujícího a zvýšení názornosti výuky s využitím bohatých obrazových materiálů. Vyučující po spuštění prezentace může provádět výklad a zároveň vytvářet zápis. Výklad je doprovázen bohatým obrazovým materiálem. Informace a poznámky k jednotlivým obrázkům jsou uvedeny na snímcích 2, 3 a 4. Ověření materiálu ve výuce: Datum ověření: Ověřující učitel: Třída: 11. 10. 2012 Pavel Polák IX. A Materiál je určen k bezplatnému používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další používání podléhá autorskému zákonu. Tento výukový materiál vznikl v rámci Operačního programu Vzdělání pro konkurenceschopnost.
Komentáře k použitým obrázkům: Obrázky 1 a 2 Fluor plynný a kapalný (skleněná ampule s plynným fluorem je fotomontáž, protože fluor se sklem reaguje) Obrázky 3 a 4 Chlór plynný a kapalný Obrázky 5 a 6 Brom plynný a kapalný Obrázky 7 a 8 Jod plynný a pevný Obrázek 9 Obrázek 10 Carl Wilhelm Scheele (9. prosince 1742 Stralsund 21. května 1786 Köping) byl švédský chemik německého původu, objevitel mnoha chemických látek. Je známý především díky objevu kyslíku, dusíku a wolframu. Scheele pracoval jako farmakolog ve Stockholmu, v Uppsale (1770-1775) a později v Köpingu. V roce 1772 objevil kyslík, roku 1773 pak dusík (kyslík objevil roku 1774 ještě Joseph Priestley). Své objevy publikoval ve své jediné knize, Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer (Chemické pojednání o vzduchu a ohni) vydané roku 1777. V ní vysvětlil mj. pojmy šíření tepla a tepelné záření. Objevil také černání chloridu stříbrného UV paprsky, což byl důležitý moment pro fotografii. Scheele objevil také další chemické prvky: baryum (1774), chlór (1774), mangan (1774), molybden (1778) a wolfram (1781) a dále několik chemických sloučenin kyselinu citrónovou, glycerol, kyanovodík, fluorovodík a sirovodík. Mimo jiné objevil proces podobný pasterizaci. Scheele často pracoval ve ztížených podmínkách a v nebezpečných situacích. Jedním z jeho zlozvyků bylo ochutnávat chemikálie, které objevil. Zemřel předčasnou smrtí; posmrtné symptomy byly podobné otravě rtutí. V roce 1821 byl po něm pojmenován minerál scheelit. Sir Humphry Davy (17. prosince 1778, Penzance 29. května 1829, Ženeva) byl anglický chemik, experimentátor, zakladatel elektrochemie a objevitel řady chemických prvků. Pocházel z rodiny řezbáře, po střední škole se stal učedníkem u lékárníka.základy chemického vzdělání získal jako samouk. Později se stal nejprve asistentem (1802), profesorem (o několik měsíců pozěji) a nakonec presidentem (1820-1826) na Royal Institution v Londýně a členem Královské společnosti. V roce 1812 byl povýšen do šlechtického stavu. Byl oblíbeným přednášejícím a demonstrátorem. Jeho žákem a asistentem byl například Michael Faraday. Humphry Davy zkoumal oxidy dusíku; například pojmenoval rajský plyn. Dokázal, že tepelné záření se šíří i ve vakuu, že diamant je tvořen čistým uhlíkem aj. Zabýval se elektrochemickými jevy a dokázal přitom, že se voda elektrickým proudem rozkládá na vodík a kyslík. Dále izoloval prvky draslík a sodík (1807) a pomocí elektrolýzy tavenin kovy alkalických zemin (1808). Dokázal, že chlór je prvek; vypracoval teorii kyselin a objasnil roli vodíku v kyselinách. Roku 1801 objevil elektrický oblouk.[1][2] K jeho dalším významným vynálezům patří hornický bezpečnostní kahan, zvaný též Davyho kahan. Společně s Thomasem Wedgwoodem experimentoval ve fotografii, je považován za průkopníka a vynálezce v oboru fotografie.
Obrázek 11 André Marie Ampère (22. ledna 1775 Poleymieux 10. června 1836 Marseille) byl francouzský matematik a fyzik, který proslul zejména svými pracemi z oblasti magnetismu a elektrodynamiky. Ampère se narodil v rodině obchodníka. Rodina žila v Lyonu, ale později se natrvalo přestěhovala do nedalekého Poleymieux. Ampère nikdy nenavštěvoval školu, ale bez vzdělání nezůstal. Vyučoval ho jeho otec, díky němuž se mu dostalo výtečné vzdělání, zejména v latině a matematice. Ve 13 letech poslal mladý Ampér do Académie de Lyon svou první vědeckou práci a ve čtrnácti přečetl dvacetisvazkovou Francouzskou encyklopedii. Do Ampérova života zasáhla významným způsobem Francouzská revoluce. Roku 1793 byl pod gilotinou sťat jeho otec. Na osmnáctiletého Ampéra to mělo zničující dopad. Celý rok zůstal uzavřen do sebe. Ze svých depresí se dostal díky vědě. Začal úporně studovat matematiku a v roce 1797 ji vyučoval v Lyonu. V roce 1802 byl jmenován profesorem fyziky a chemie na Bourg École Centrale. Od roku 1809 do roku 1826 přednášel na École Polytechnique v Paříži. Zde se věnoval nejen matematice, ale i chemii a fyzice. Mezi tím byl v roce 1814 zvolen do Institut National des Sciences. V roce 1826 Ampère začal učit na College de France. V roce 1827 byl Ampère zvolen členem Královské společnosti. V osobním životě se Ampérovi vedlo hůř. V roce 1799 se oženil a v roce 1800 se narodil jeho syn Jean-Jacques. Manželka Julie ale v roce 1803 zemřela na tuberkulózu. Druhé manželství, s Jenny, uzavřel v roce 1806. V roce 1807 se jim narodila dcera Albine. Manželství bylo ale v roce 1808 oficiálně odloučeno. Ampérův syn Jean-Jacques se zajímal o historii a filozofii a v roce 1830 získal místo na katedře historie a zahraniční literatury na Sorbonně. Jeho vztahy s otcem byly ale složité. Dcera Albine se v roce 1827 provdala za důstojníka Napoleonovy armády, ale ten byl alkoholikem a jejich manželství doprovázely problémy. Závěr života prožil Ampér v existenčních potížích. Přesto si jako epitaf na svůj hrob nechal napsat "Tandem felix" - "Přece šťasten". Svou první vědeckou práci v oblasti matematiky napsal již ve věku 13 let. Pokoušel se v ní vyřešit problém konstrukce úsečky stejné délky, jakou má oblouk kružnice. Jeho metoda využívala úvah o nekonečně malých hodnotách. Tato práce však nebyla publikována. Přestože byl Ampér matematik, proslulým se stal díky svým objevům v oblasti fyziky. Zabýval se zejména magnetismem a vybudoval základy elektrodynamiky. Jeho jméno nese zákon o silovém působení proudových elementů. V roce 1820 Ampère zjistil, že solenoidní cívka, kterou protéká elektrický proud vyvolává magnetické účinky. Solenoidní cívka, kterou protéká elektrický proud, a která je volně zavěšená nad vodičem, se orientuje jako magnetka. Vyslovil názor, že i v permanentním magnetu vyvolává magnetické pole uzavřené proudy uvnitř magnetu. V roce 1827 postuloval tzv. Ampérovo pravidlo pravé ruky pro přímý vodič (palec ukazuje dohodnutý směr proudu ve vodiči, prsty orientaci magnetických indukčních čar) a Ampérovo pravidlo pravé ruky pro cívku (prsty ukazují dohodnutý směr proudu v závitech, palec ukazuje orientaci magnetických indukčních čar). Navrhl vztah, podle kterého lze vypočítat velikost magnetické síly, která působí na vodič. Směr této síly se dá docela jednoduše určit podle Flemingova pravidla levé ruky, které zní: "Položíme-li otevřenou levou ruku na vodič tak, aby prsty ukazovaly směr proudu a indukční čáry vstupovaly do dlaně, ukazuje odtažený palec směr síly, kterou působí magnetické pole na vodič s proudem. Stal se také autorem mnoha měřících technik a vynálezcem galvanometru a komutátoru (sběrač proudu magnetoelektrických strojů). Jeho práce Teorie elektromagnetických jevů odvozená výhradně na základě pokusů se stala základem nové oblasti fyziky - elektrodynamiky. Dále se věnoval i zemskému magnetismu a pohybem Země kolem Slunce. Kromě fyziky a matematiky se zabýval botanikou a chemií. Celý život se též věnoval monumentálnímu pokusu o roztřídění věd a položil tak základ jejich moderní klasifikaci. Také jako první použil pojem kybernetika. Na jeho počest bylo jeho jméno na vědeckém kongresu v Paříži ustaveno jako základní jednotka elektrického proudu.
Obrázek 12 Obrázek 14 Bernard Courtois (12. února 1777 Dijon 27. září 1838 Paříž) byl francouzský chemik. Se svým bratrem už jako děti vyráběli a prdávali dusičnan draselný pro výrobu střelného prachu při Francouzské revoluci. Roku 1802 pracovali s Armandem Séguinem na polytechnické škole na výzkumu opia. Podařilo se jim izolovat morphin, první známý alkaloid. V roce 1811 při získávání sodíku a draslíku z popela mořských řas objevil nový prvek jod. Ferdinand Frederick Henri Moissan (28. září 1852 20. února 1907) byl francouzský chemik, který v roce 1906 získal Nobelovu cenu za chemii za izolování fluoru ze sloučeniny. Existence fluoru byla v té době známa už mnoho let, ale všechny snahy o přípravu tohoto prvku ztroskotaly. Když se chemikům povedlo oddělit fluor od sloučeniny, ten okamžitě reagoval s prvkem ve své blízkosti. Pouze zlato nepropouštělo atomy fluoru. Podařilo se mu oddělit fluor elektrolýzou roztoku hydrogenfluoridu draselného (KHF2) a kyseliny fluorovodíkové. Tato směs byla nutná, protože kyselina fluorovodíková je nevodič. Přístroj na elektrolýzu byl vybaven platino-iridiovými elektrodami. Platinu zchladil a udržoval teplotu přístroje na - 50 C. Výsledkem byla izolace vodíku (na záporných elektrodách) od fluóru, který se tvořil na kladných elektrodách. Tento proces se stále využívá při výrobě fluoru. Chování fluoru studoval velmi podrobně. Zemřel náhle v Paříži, krátce po návratu ze Stockholmu, kde obdržel Nobelovu cenu. Není jasné, zda jeho náhlou smrt nezpůsobily jeho experimenty.
Halogeny
Halogeny Halogeny (z řečtiny = solitvorný) jsou prvky 17. (VII.A) skupiny periodické soustavy prvků fluor F, chlor Cl, jod I a brom Br. Někdy se k nim připojují i další dva prvky této skupiny astat At a ununseptium Uus.
Halogeny VLASTNOSTI: a) chemické chemické vlastnosti mají halogeny stejné, ale fyzikálními se od sebe liší jsou velmi reaktivní, mají vysokou elektronegativitu ve valenční vrstvě mají 7 elektronů ve všech skupenstvích tvoří dvouatomové molekuly F 2 Cl 2 Br 2 I 2 mají charakteristický zápach, jsou zdraví škodlivé b) fyzikální
Halogeny F 2 Cl 2 Br 2 I 2 Obr. 1 Obr. 3 Obr. 5 Obr. 7 Obr. 2 Obr. 8 Obr. 4 Obr. 6
Halogeny b) fyzikální fyzikální vlastnosti halogenů shrnuté do tabulky Fluor Chlor Brom Jod Vzhled zelenožlutý plyn zelený plyn červenohnědá kapalina (v parách také) tmavě fialová až černá pevná látka (v parách fialový) Hustota (kg/m 3 ) 1,7 3,2 3 103 4 933 Teplota tání ( C) 218,6 101,5 7,4 113,7 Teplota varu ( C) 188,1 34,4 58,9 184,3 V zem. Kůře (%) 0,045 0,1 0,000 3 0,000 005
Halogeny Chlor objevil roku 1774 švédský chemik Carl Wilhelm Sheele. Název prvku přidělil až roku 1810 Angličan sir Humphry Davy, pravděpodobně objevitel fluoru, jehož název navrhl roku 1812 francouzský fyzik André-Marie Ampère. Jod objevil roku 1811 Francouz Bernard Courtois a roku 1826 další Francouz Antoine Balard objevil brom. Volný fluor se díky jeho vysoké reaktivnosti podařilo připravit až roku 1886 dalšímu Francouzi Henrimu Moissanovi, ktarý za tento objev a vynález elektrické pece održel roku 1906 dva měsíce před svou smrtí Nobelovu cenu. Obr. 9 Carl Wilhelm SCHEELE 19. 12. 1742 21. 5. 1786 Obr. 10 Sir Humphry DAVY 17. 12. 1778 29. 5. 1829 Obr. 11 André-Marie AMPÈRE 22. 1. 1775 10. 6. 1836 Obr. 12 Bernard COURTOIS 8. 2. 1777 27. 9. 1838 Obr. 13 Antoine-Jérôme BALARD 30. 9. 1802 30. 3. 1876 Obr. 14 F. F. Henri MOISAN 28. 9. 1852 20. 2. 1907
Seznam použité literatury a pramenů: 1. zdroj MACH, Josef, Mgr.; PLUCKOVÁ, Irena, Mgr., Phd.; ŠIBOR, Jiří, Mgr., Phd.. CHEMIE pro 8. ročník: Úvod do obecné a anorganické chemie. Brno: NOVÁ ŠKOLA, s. r. o., 2010, ISBN 978-80-7289-133-7. 2. zdroj http://cs.wikipedia.org Seznam použitých obrázků a videí: Obrázek 1 MATERIALSCIENTIST. images-of-elements.com [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí Creative Commons Attribution 3.0 Unported (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.en) na WWW: http://images-ofelements.com/fluorine.jpg Obrázek 2 Obrázek 3 Obrázek 4 Obrázek 5 MUELLER, Prof B. G.. wikimedia.org [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 Unported (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.cs) na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:liquid_fluorine_tighter_crop.jpg?uselang=cs MILLS, Ben. wikimedia.org [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí v na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:chlorine-sample-flip.jpg?uselang=cs MATERIALSCIENTIST. wikimedia.org [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora 1.0 Generic (http://creativecommons.org/licenses/by/1.0/deed.cs) na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:liquid_chlorine.jpg?uselang=cs OELEN, W.. wikimedia.org [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora- Zachovejte licenci 3.0 Unported (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.cs) na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:bromine_sphere.jpg?uselang=cs Obrázek 6 JURII. wikimedia.org [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora 3.0 Unported (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.cs) na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:bromine-ampoule.jpg?uselang=cs Obrázek 7 Obrázek 8 MOLNAR, Matias. wikimedia.org [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 Unported (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.cs) na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:iodoatomico.jpg?uselang=cs TOMIHAHNDORF. wikipedie.cz [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí volné dílo na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:iod_kristall.jpg
Obrázek 9 Obrázek 10 Obrázek 11 Obrázek 12 Obrázek 13 Obrázek 14 NEZNÁMÝ. en.wikipedia.org [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí public domain na WWW: http://en.wikipedia.org/wiki/file:psm_v31_d740_carl_wilhelm_scheele.jpg NEZNÁMÝ. wikipedie.cz [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí volné dílo na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:humphry_davy.jpg NEZNÁMÝ. wikipedie.cz [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí volné dílo na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:ampere1.jpg NEZNÁMÝ. www.cuni.cz [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí volné dílo na WWW: http://www.cuni.cz/iforum-5131-version1-courtois1.jpg PD-OLD. fr.wikipedia.org [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí domaine public na WWW: http://fr.wikipedia.org/wiki/fichier:antoine-jerome_balard.jpg Generalstabens Litografiska Anstalt. wikipedie.cz [online]. [cit. 5.10.2012]. Dostupný pod licencí volné dílo na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:henri_moissan.jpg Obrázky PSP jsou dílem autora dokumentu Objekty, použité k vytvoření sešitu, jsou součástí SW Activ Inspire, nebo pocházejí z veřejných knihoven obrázků (public domain) nebo jsou vlastní originální tvorbou autora. Autor: Pavel Polák Základní škola Ruda nad Moravou, okres Šumperk zsruda@zsruda.cz leden 2013